3D熒光斷層掃描技術在CAR-T方向的應用

作為設備銷售商，我們總是期望新的設計和技術可以應用于一些熱點研究方向，那么新型的三維熒光斷層掃描成像技術（Insyte FLECT/CT：http://www.trifoilimaging.com）是否可以應用于CAR-T研究呢？
 直接而簡短的回答：是的，可以！

 CAR-T細胞（嵌合抗原受體）療法是一種癌癥治療策略，通過收集患者自身的T細胞，一種攻擊患病細胞（如癌細胞）的免疫細胞，然后利用基因工程技術使其能夠識別在癌細胞上表達的抗原。這些經過改造后的特異性免疫細胞被稱為CAR-T細胞，當它們被重新注入病人體內后，來自病人自身的、已經過改造的CAR-T細胞便可以攻擊并殺死癌細胞。在實際應用時，CAR-T細胞往往需要一種特殊蛋白質（細胞因子）的局部激活來刺激其產生殺傷功能。這也使得常規的ACT（Adoptive cell therapy）療法雖然對白血病等疾病有效，但很少能成功治療實體腫瘤。

我們選擇了最近發表于Science Advances期刊上的一項研究成果（doi: 10.1126/sciadv.abn8264），以它為例說明Insyte FLECT/CT技術在此研究方向的應用價值。

斯坦福大學研究團隊研發了一種增強CAR-T細胞對實體腫瘤殺傷力的遞送方法。研究人員使用了一種基于水凝膠的傳遞系統，將CAR-T細胞和用于激活其殺傷功能的細胞因子共同添加到水凝膠中，然后將混合物注射到腫瘤附近。一旦CAR-T細胞到達病灶區域，細胞因子將直接刺激CAR-T細胞產生殺傷活性。

本次研究中，研究人員使用基于生物發光的in vivo光學成像技術，對以下3個方面的實驗結果進行監測：
 1、觀察基于水凝膠的給藥系統在小鼠體內隨時間的穩定性/降解情況。研究人員使用了一種近紅外熒光團（Alexa Fuor 647）與混合在水凝膠中的納米顆粒結合，然后將這些水凝膠植入小鼠體內，并在設定時間內進行成像。

 2、跟蹤注射后的CAR-T細胞：CAR-T細胞經過基因修飾后，不僅可以識別特定的腫瘤抗原，而且可以表達熒光素酶（LUC），用于生物發光成像。

 3、評估CAR-T治療效果：經過修飾后的癌細胞（MED8A, human medulloblastoma brain cancer）也可表達LUC，用于生物發光成像。將這些癌細胞注射到小鼠皮下，建立皮下腫瘤模型。在注射CAR-T細胞進行治療后，可以觀察到來自腫瘤的生物發光信號，并且信號強度隨時間的推移而下降，表明該種CAR-T給藥系統對于實體腫瘤有明顯的治療效果。

如果在上述研究中使用3D熒光斷層掃描成像來替代生物發光成像，會對實驗過程及結果有哪些提高呢？

首先，研究人員可以使用近紅外熒光蛋白（iRFP）來替代LUC對腫瘤細胞進行標記，這種方法的優點是在后續成像時不再需要額外注入底物（熒光素）用于生物發光成像。由于影響生物發光過程的因素很多，包括底物濃度、氧氣、ATP、腫瘤大小、溫度等，從而間接影響對遞送系統療效的評估。而利用iRFP進行熒光成像時，由于信號采集完全依靠激發光/發射光，不受其它因素的干擾，可有效避免熒光素底物可能對實驗結果產生的影響，得到更加穩定的定量結果，從而能夠更加準確地評估CAR-T遞送系統的治療效果。

其次，研究人員可以把皮下腫瘤設計為原位腫瘤。盡管這項研究的主要目的在于評估基于水凝膠的CAR-T給藥系統的療效，但如果能夠在此基礎上引入InSyTe FLECT/CT，便可以更進一步地實現對于CAR-T在原位（即深層組織模型）中的療效監測。毫無疑問，3D熒光斷層掃描技術的應用，能夠協助研究人員獲得更多更全面的實驗數據，這些數據也將更加有助于對實驗結果的評估，在實驗結果向臨床轉化的過程中發揮出巨大的價值。

本文僅以原文獻中的成像方法為例進行技術討論，不對原文實驗結果有任何評價性的結論。
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